控制爆破在“近營業線”山體開挖中的應用

李建

（中交一公局集團有限公司，北京 100024）

1 引言

目前，大多施工單位都是剛剛涉足“近營業線”爆破施工，由于經驗不足、爆破方法不當、防護措施不充分等原因出現了影響鐵路行車的事故。因此，對以往成功施工案例進行分析，總結寶貴經驗，對后面類似施工項目施工具有重要指導意義。新建云桂鐵路YGZQ-2 標段3 座“近營業線”山體都有其獨特的自身條件，控制爆破方法及有害效應控制措施的選擇也大不相同，其成功經驗對以后類似項目施工具有一定參考價值。因此，論文結合該項目施工中的實際案例對其施工經驗進行了詳細總結。

2 工程概況

新建云桂鐵路YGZQ-2 標段D2K117+500～D2K118+900段落與既有南昆線并行，并行區域為平果2.5 路基（D2K117+500～D2K117+570）、平果3 號明洞、平果4 號明洞。其中，平果2.5 路基開挖山體線路方向長70 m、高5～10 m，靠營業線測邊坡較緩約50°，且為前期既有南昆線施工中噴射混凝土防護，開挖底平面高出營業線軌面1 m；平果3 號明洞需要開挖山體長130 m，高10～40 m，靠營業線處山坡陡峭，且存在大量危石，坡底距離營業線路肩約3 m，開挖明洞仰拱底低于營業線軌面1 m；平果4 號明洞開挖長度150 m，高40～50 m，邊坡陡峭且危石量大，開挖仰拱面高于營業線軌面2 m。這3座山體如果單純采用普通爆破施工，對營業線造成的安全風險將不可預估，采用機械開挖工期又不允許。根據其特點，項目部通過分析其施工風險控制難度，分別采取了3 種不同施工方法。經過實踐證明，其效果明顯，營業線安全性及工期均得到了足夠保證。

3 開挖方法介紹

3.1 平果2.5 路基

平果2.5 路基山體較低且頂面趨于水平，松動爆破后不存在大量石塊滾落線路方向情況，滑落石塊勢能較小。經過分析決定從大里程側采用分層松動抬炮法按照①→②→③→④順序分層施工（見圖1），靠近營業線側留出2 m 山體⑤先不爆破，并預先安裝被動防護網，防護施工①和②過程中的飛石，在后續爆破面降低后作為施工③和④的防護墻，同時也防止下層主動網和坡面被動網防護效果失效。理想的效果是對山體進行逐層松動，后采用機械開挖清運，最后對剩余邊坡預留石方進行機械開挖。

圖1 平果2.5 路基代表性斷面施工簡圖（單位：m）

3.1.1 安全風險主要來源

1）頂面不平整或存在空洞，松動抬炮過程中造成應力集中出現飛石。

2）靠營業線側山坡由于震動而產生松動，從而滾落，造成營業線停運。

3.1.2 風險規避措施

1）在山坡上層及山腳各設置1 道被動防護網，控制飛石、滾石。

2）用主動防護網將靠營業線側邊坡進行錨固防護。

3）對影響范圍內接觸網柱進行防護，防止接觸網被滾石直接砸中。

4）爆破過程中采用土工布將爆破區域石體進行覆蓋，每次爆破后都要進行危石排除。

3.1.3 施工過程中注意事項

1）應對影響范圍內山體進行排危。

2）坡腳被動防護網內落石要及時清理，避免因太重而降低防護效果。

3）應定期檢查邊坡主動防護網錨固點是否因爆破失去效果。

4）土工布上切記不要覆蓋石塊，避免其位于應力集中點而產生飛石。

5）炮眼裝藥時應于炮口位置留出1 m 長空眼，避免炮口部位石塊亂飛。

6）裝藥量計算控制要嚴格，裝藥少了不僅達不到效果，其巖體受到爆破的擾動也無法預計，再次爆破風險較大且不好控制。

7）斷面①和②施工完成后，應視情況及時拆除上層主動防護網，避免防護網自身由于基礎內側掏空而成為安全隱患。

3.1.4 防護措施的必要性及不足之處

1）開挖過程中經過多次振動，靠營業線側邊坡有一塊較大孤石（直徑在100 cm 左右）連帶部分較小石塊松動滑落，主動防護網失效、被動網立柱被砸彎，有1 塊石頭滑落后擠歪營業線低壓電桿，低壓供電系統局部停電，所幸未造成事故。說明前期風險源排查不徹底，應待加強。

2）由于工程為雙線鐵路，控制爆破橫截面較大，裝藥量大，產生的振動也較大，營業線側邊坡松動明顯，主被動網內都有較多落石，需要及時清理。

3）控制爆破施工中，出現過因土工布上石塊未清理干凈而造成飛石，這種飛石方向難以預估，不但影響營業線安全，還會威脅到附近人員及房屋的安全。

3.2 平果3 號明洞

平果3 號明洞由于山坡陡峭且垂直高度較大、危石量多、距離營業線太近等原因，單純依靠主動、被動防護網已達不到防護效果。因此，平果2.5 路基的施工方法也不適用。營業線另外一側有相鄰2 處村莊、國道，無改線條件。經過分析研究，采用了臨邊排架防護+中心掏槽+松動爆破的方法進行施工，如圖2 所示。首先，采用排架對營業線進行防護，在山坡中間選擇適當位置，機械開挖清理出平臺作為頂部落石緩沖區，同時利用平臺將整個開挖體分為2 部分：下部拉槽爆破、上部松動爆破[1]。前期下部拉槽爆破前在平臺處施作被動防護網，平臺以上山體采用主動網覆蓋防護，避免上部高處因震動而有石方滾落。從明洞出口側豎直開挖出拉槽工作面，采用小炮逐步向小里程推進拉槽，最后將剩余坡面巖體進行松動爆破，使落石滑入槽內，有效避免了直接對山體高處開挖所產生風險。

圖2 平果3 號明河洞代表性斷面簡圖

3.2.1 安全風險的來源

1）防護排架施工風險，由于間距太近，排架所能選擇的位置有限，其基礎開挖只能采取人工開挖，基礎上工字鋼排架安裝及拆卸都存在一定的可控風險。

2）拉槽過程中由于產生振動，二級平臺上方存在落石風險。

3）坡面松動爆破過程中存在飛石風險。

4）由于振動頻繁防護排架自身存在傾覆風險。

3.2.2 風險規避措施及注意事項

1）人工開挖排架基礎時嚴格按照路局要求配備防護員、駐站聯絡員。

2）吊裝及拆卸防護排架工字鋼時應注意吊車位置，嚴禁大臂侵入營業線，應選取車前/后位進行作業。

3）吊裝工字鋼時焊接應及時跟進，拆卸時一次不可拆卸過多，應計算吊車吊裝能力和吊裝物的平衡性，預留安全系數，確定一次拆卸數量。

4）防護排架高度應控制在接觸網線以下，確保工字鋼因外力傾斜時不傷及接觸網供電線路，能控制事故后果。

5）及時清理二級平臺主、被動防護網處落石，排查坡面危石及主、被動網錨點是否安全。

6）對排架進行位移和沉降觀測，觀察基礎混凝土是否存在裂縫并根據其發展情況及時采取措施。

7）拉槽爆破應采取少量多次的方法，避免振動過大影響排架基礎穩定性以及二級平臺巖體穩定性。

8）拉槽后靠排架側應預留一部分棄渣作為緩沖，防止滑落石方沖擊排架。

9）二級平臺松動爆破每次應預估松動范圍，嚴格控制藥量，達到開挖體松動滑落即可。

10）所有爆破作業應做好炮口覆蓋，避免飛石。

3.2.3 防護措施的必要性及不足之處

1）坡面松動爆破過程中，由于松動范圍巖體背后存在夾土層，部分飛石飛向線路，個別石塊擊中接觸網線，經現場供電段人員進行機械調直后消除隱患。因此，施工中若存在飛石擊中接觸網線的情況，一定要請供電段人員上網查看接觸網線是否平順，切不可盲目開通線路，機車通過彎折處時瞬間的巨大電壓差會出現打火現象。

2）松動爆破后滑落的石方比預計稍大，已基本填滿落石槽，因此，落石槽作為風險發生時的一道有力保障，對其及時進行清理也尤為重要。

3）施工過程中防護排架基礎在拉槽施工后期局部出現裂紋，施工方立即停止爆破作業，經過對結構進行監測觀察，決定減少爆破藥量完成剩余拉槽施工，同時加強動態監測頻率。因此，建議排架基礎選用鋼筋混凝土，這樣一旦有較大影響可以保證基礎裂而不壞，提高排架的安全性。

4）爆破過程中偶爾存在飛石，且方向不定，因此，防護排架應向線路方向前后延伸，排架應用木模板密鋪防止飛石穿過排架。

3.3 平果4 號明洞

平果4 號明洞由于山坡陡峭且垂直高度較大，危石量多且體積較大，距離營業線太近，開挖邊坡緩長，二級平臺已難以滿足，單純依靠主動防護網、被動防護網、排架已達不到防護效果。其開挖標高又明顯高于營業線，無法采取拉槽，稍有不慎石塊就會損傷營業線，基于此，以上2 種方法已不再適用。另外，考慮營業線左側是大量空地，因此，經研究決定對既有營業線進行臨時變道，拉大間距，大大降低了風險。

4 結語

隨著“近營業線”施工項目的增多，控制爆破及有害效應控制措施的應用將越來越廣，其組合方式也會越來越靈活，選擇合理的施工方案將顯得尤為重要。所以應認真總結、研究成功施工項目的寶貴經驗，將其靈活運用到以后施工項目中，避免出現安全生產事故。